Аппроксимация амплитудно-частотной характеристики фильтра. Определение передаточной функции фильтра нижних частот в области комплексной частоты. Схемотехническое проектирование устройства и его конструкторская реализация в виде узла с печатным монтажом.
Аннотация к работе
При проектировании сложных устройств используется блочно-иерархический подход, в соответствии с которым представления об объекте проектирования разделяются на аспекты и иерархические уровни. В курсовом проекте подлежат проработке: - функциональный аспект, отражающий физические или информационные процессы, протекающие в объекте при его функционировании;Одним из распространенных методов синтеза активных RC-фильтров является каскадная реализация, которая предусматривает: разложение передаточной функции фильтра на сомножители второго и первого порядка и реализацию полученного разложения каскадным соединением звеньев второго и первого порядка, взаимодействие между которыми пренебрежимо мало. Исходные данные для решения задачи аппроксимации представляются в виде графика допусков (рисунок 1), но поля допусков неравномерности АЧХ в полосе пропускания и задерживания следует задавать меньше чем в ТЗ для обеспечения запасов работоспособности. В результате передаточная функция n-го порядка представляется в виде: , (2) где k = n/2 для четных значений n, k = (n-1)/2 1 для нечетных n. При выполнении этих проектных процедур имеется две степени свободы: - порядок следования звеньев (m звеньев можно каскадно соединить m! различными способами); То есть, на входе схемы следует включать (если требуется) звено первого порядка, а затем звенья второго порядка в порядке увеличения добротности полюсов передаточной функции.Исходными данными для этапа схемотехнического проектирования являются требования ТЗ к реализуемым функциям и основным параметрам проектируемого устройства, а также результаты функционального проектирования, представленные в виде структурной или функциональной схемы и требований к функциям и параметрам их элементов (звеньев и узлов). В некоторых случаях выполнение этих требований удается обеспечить путем соответствующего расчета параметров элементов подсхем, в других случаях приходится вводить в схему дополнительные элементы или звенья, например, буферные каскады. Проектная процедура параметрического синтеза в общем случае предусматривает решение задач определения значений параметров, их допусков и типов элементов схем. В первом случае используются инженерные методики, основанные на простых аналитических моделях, во втором случае используются методы параметрической оптимизации. Задача оптимизации допусков может быть геометрически интерпретирована, как задача вписывания в область работоспособности допусковой области, задаваемой неравенствами: (4) где Xjo - номинальное значение параметра элемента, Xj - абсолютное значение его допуска.По заданию проектируемое устройство должно быть конструктивно реализовано в виде узла с печатным монтажом. В ходе решения задачи компоновки выполняется распределение элементов схемы по типовым конструктивам. Поэтому компоновка сводится к распределению функциональных элементов схемы по корпусам ИС и сборок элементов, если их решено использовать. Результат компоновки должен быть отражен на электрической схеме с помощью соответствующих позиционных обозначений элементов и нумерации их выводов. Для каждой из этих задач проектировщик определяет режим проектирования (интерактивный или автоматический), задает параметры для настройки автоматических алгоритмов, оценивает полученные решения по основным критериям качества и принимает решение относительно дальнейшего хода проектирования: перейти к решению следующей задачи или заново решить задачу (модифицировать решение) размещения (трассировки).Кроме того были произведены: подбор элементной базы, подобран способ изготовления печатной платы.
План
Содержание
Введение
1. Функциональное проектирование фильтра
2. Схемотехническое проектирование фильтра
3. Конструкторское проектирование фильтра
Заключение
Список использованных источников
Введение
При проектировании сложных устройств используется блочно-иерархический подход, в соответствии с которым представления об объекте проектирования разделяются на аспекты и иерархические уровни. В курсовом проекте подлежат проработке: - функциональный аспект, отражающий физические или информационные процессы, протекающие в объекте при его функционировании;
- конструкторский, характеризующий структуру, расположение в пространстве и форму составных частей объекта.
Представления об объекте проектирования внутри функционального аспекта необходимо разделить на иерархические уровни: функциональный и схемотехнический. При этом проектируемое устройство рассматривается как система, которую можно разделить на подсистемы более низкого порядка: проектируемое устройство, ?функциональные подсхемы (звенья, узлы), электрорадиоэлементы (транзисторы, резисторы и т.д.).
При проектировании аналоговых устройств на функциональном иерархическом уровне разрабатываются структурные или функциональные схемы, элементами которых являются типовые аналоговые звенья и узлы. В процессе схемотехнического проектирования аналоговых устройств выполняют разработку функциональных подсхем звеньев и узлов, а также функциональные и принципиальные электрические схемы для аналогового устройства в целом, элементами которых являются серийные интегральные схемы и электрорадиоэлементы. Таким образом, курсовой проект предусматривает выполнение этапов функционального, схемотехнического, конструкторского проектирования и оформления проектно-конструкторской документации.
Вывод
В данном курсовом проекте был спроектирован фильтр. Кроме того были произведены: подбор элементной базы, подобран способ изготовления печатной платы. Была оформлена конструкторская документация, а также проведено компьютерное моделирование работы фильтра.
По проделанной работе можно сказать, что все требования технического задания были выполнены.
Список литературы
1. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. - М.: Высш. шк., 1990. - 335 с.
2. Воробьев Н.И. Проектирование электронных устройств: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1989. - 223 с.
3. Капустян В.И. Активные RC-фильтры высокого порядка.- М.: Радио и связь, 1985. - 248 с.
4. Сборник задач по микросхемотехнике: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.И. Анисимова. - Л.: Энергоатомиздат, 1991.- 224 с.
5. Хлуденев А.В. Схемотехническое проектирование аналоговых устройств: Методические указания; Оренб. гос. тех. ун-т. - Оренбург, 1995. - 33 с.
6. Резисторы: Справочник / Под ред. Четверткова И.И. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 352 с.
7. Конденсаторы: Справочник / Под ред. Четверткова И.И. и Дьяконова М.Н. М.: Энергоатомиздат, 1993.
8. Хьюлсман Л.П., Аллен П. Введение в теорию и расчет активных фильтров: Пер. с англ./ Под ред. А.Е. Знаменского. - М.: Радио и связь, 1984.
9. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров: Пер. с нем./ Под ред. Н.Н. Слепова. - М.: Радио и связь, 1983. - 751 с.
11. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Под ред. Э.Т. Романычевой. - М.: Радио и связь, 1989. - 448 с.
Инженерная и компьютерная графика: Учеб. для вузов/ Под ред. Э.Т. Романычевой. - М.: Высш. Шк., 1996. - 367 с.
13. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. - М.: Издательство стандартов, 1992. - 316 с.